英飞凌专家打造全球尺寸最小的非易失性闪存单元

英飞凌科技公司的专家已经成功研制出目前世界上最小的非易失性闪存单元，打破了半导体行业的记录。这种全新存储单元的电路宽度仅为20纳米，约为一根头发丝的直径的五千分之一。如果能够克服光刻等一切生产上的困难，这项新成果很可能在今后几年之内被用于制造容量高达32 Gbit的非易失性闪存芯片，相当于市场上现有产品的8倍。

非易失性闪存已经成为一种日益普及的海量存储媒体，广泛用于数码相机、摄像机和带USB接口的记忆棒等装置。在没有电源电压的情况下，目前最先进的非易失性闪存装置的每个存储单元只能永久存储1或2位信息。这种内存芯片的电路宽度为90纳米左右，而由于存在纳米级物理效应，用普通技术将其尺寸减半会导致许多问题。尤其是，制造电路宽度为20纳米的闪存芯片几乎是不可能的，因为这种物理效应会使存储单元极不稳定。

英飞凌研发人员成功克服了这一挑战，他们发明了一种独特的三维结构，在充当存储单元核心的晶体管上添加了一个“鳍”。这种特殊的几何结构不仅最大程度降低了不良效应，而且，和当今的平面晶体管相比，静电控制性能也得到了极大提升。英飞凌的这种装置被称作FinFET（鳍式场效晶体管），它将携带信息的电子储存在一个介于硅鳍和栅电极之间的电绝缘氮化物层中。硅鳍仅厚8纳米，由20纳米宽的栅电极控制。

FinFET还具有极佳的耐用性和电气特性。例如，要准确记忆1位信息，当今市场上最先进的内存需要大约1,000个电子，而全新的英飞凌内存单元只需要100个，此外还可利用另外100个电子在同一个晶体管上再存储1位信息。100个电子大致相当于一个金原子的电子数。尽管电荷量极小，但在英飞凌慕尼黑实验室中的样片却显示了极佳的电气性能。